SRM-3006 tatsächliche HF-Immissionen sicher messen

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1 Safety Radiation Meter SRM-3006 Application Note 1102 SRM-3006 tatsächliche HF-Immissionen sicher messen Application Note SRM tatsächliche HF - Immissionen sicher messen Immissionsmessstudien zur Exposition der Bevölkerung durch hochfrequente elektromagnetische Felder (HF-EMF) beschränkten sich in der Vergangenheit meist auf einzelne Funkdienste der Mobilkommunikation und des drahtlosen Internets. In unserem Alltag haben wir es jedoch mit einem weitaus bunteren Mix aus einer Vielzahl unterschiedlicher HF-Quellen zu tun. Daher werden in der öffentlichen Diskussion zunehmend Fragen nach der tatsächlichen persönlichen Gesamtbelastung laut. Wie hoch ist die reale Exposition zu einem bestimmten Zeitpunkt an einem bestimmten Ort? Für solche anspruchsvollen Messaufgaben ist der SRM-3006 der Firma Narda STS nachweislich besonders gut geeignet. Um die vorherrschende Gesamtexposition von Personen durch hochfrequente elektromagnetische Felder in typischen Alltagssituationen korrekt zu messen, ist vieles zu beachten. Dabei spielen das Verhältnis der verschiedenartigen Beiträge unterschiedlicher Emittenten und ihre Abhängigkeiten untereinander entscheidende Rollen. Die Bandbreite reicht von körpernahen Endgeräten wie Schnurlostelefonen oder Handys über HF-Quellen in der Nähe, z. B. DECT oder WLAN, bis hin zu weiter entfernten Rundfunk- und Fernsehsendern oder Basisstationen. AN_1102_SRM_ SRM-3006-HF Immissionen 1 / 8 Änderungen vorbehalten

2 Frequenzselektive Messgeräte Frequenzselektive Messinstrumente wie Spektrumanalysatoren sind die einzigen, die die tatsächliche Gesamtexposition durch HF-EMF inklusive der jeweiligen Verteilung im Feld erfassen können. Dr. Christian Bornkessel von der TU Ilmenau hat für eine solche Messung der durchschnittlichen Immission in typischen Alltagssituationen im Rahmen einer Studie den SRM-3006 (Selective Radiation Meter) der Firma Narda Safety Test Solutions eingesetzt. Nach Angaben des international anerkannten HF-Messtechnik-Experten eignet sich das ebenso robuste wie handliche Instrument in vielerlei Hinsicht hervorragend für eben diese Messaufgaben. Es ermöglicht eine effiziente Erfassung mehrerer spektral getrennter Funkdienste in einem einzigen Messdurchlauf. Der leistungsfähige Handheld verfügt zudem über eine gute Empfindlichkeit, und seine präzisen Ergebnisse selbst in einem inhomogenen Feld sind einfach zu interpretieren. Bild 2: Der SRM-3006 (Selective Radiation Meter) von Narda Safety Test Solutions, den Dr. Christian Bornkessel für die Messungen einsetzte Entwicklungsziele des SRM-3006 Im Vorfeld der Entwicklung des frequenzselektiven Feldmessgerätes haben die Messtechnik-Ingenieure des Anbieters zahlreiche Gespräche vor allem mit Anwendern, mit Nutzern aus der Praxis, geführt. Daraus entstand ein umfassendes, in sich schlüssiges Bild über die Bedarfe der Zielgruppe und ein klares Konzept. In Kombination mit der langjährigen Erfahrung von Narda ist ein praxisorientierter mobiler Spektrumanalysator für Profis entstanden. Das Gerät mitsamt seiner PC-Software macht es dem Benutzer durch viele ausgeklügelte Features so einfach wie möglich, korrekte Werte sicher zu erfassen und zu verwalten. Es hilft auf diese Weise, Zeit zu sparen und Messfehler zu vermeiden. AN_1102_SRM-3006-HF Immissionen 2 / 8 Änderungen vorbehalten

3 2015: IZMF-Studie zur HF-Gesamtimmission Worum es bei der durch das Informationszentrum Mobilfunk e.v. (IZMF) unterstützten Studie Systematische Erfassung der HF-Gesamtimmission in typischen Alltagssituationen aus dem Jahr 2015 in erster Linie ging: Es sollten zum einen belastbare Daten zur Abschätzung der Gesamtimmissionen im Hochfrequenzbereich unter Berücksichtigung mobiler Endgeräte bereitgestellt werden. Darüber hinaus galt es, Informationen darüber zu liefern, welche HF-Quellen in welchem Maß Anteil an der Gesamtexposition haben. Verfahren und Geräteeinstellungen Die IZMF-Studie umfasst die derzeit in Deutschland gängigen Dienste unterschieden nach Sendeanlagen und Endgeräten. Für die eigentlichen Messungen stellte der Wissenschaftler die Betriebsart Safety Evaluation ein. In diesem Modus kann der SRM-3006 mehrere frequenzmäßig getrennte Funkdienste quasi gleichzeitig in einem einzigen Messdurchlauf erfassen. Als Vorbereitung werden die jeweiligen Funkdienstparameter, Anfangs- und Endfrequenz sowie ihre Auflösebandbreite RBW (Resolution Bandwidth) samt Servicenamen, in eine sogenannte Servicetabelle eingetragen. Zweckmäßigerweise geschieht dies über einen Eingabe-Editor mit Hilfe der Software Narda SRM-3006 TS. Je detaillierter die Vorkenntnisse über die zu messenden Dienste sind und je sorgfältiger die Servicetabelle ausgefüllt ist, desto einfacher, sicherer und schneller gehen die Messungen vonstatten. Im Vorfeld der Messung ist dies der Part, der eine genauere Fachkenntnis eines Experten erfordert. Ist der SRM-3006 erst einmal fachmännisch eingestellt, kann auch der instruierte Laie korrekte Messungen vornehmen. AN_1102_SRM-3006-HF Immissionen 3 / 8 Änderungen vorbehalten

4 Bild 3: Beispielhaft Servicetabelle für Sendeanlagen nach der derzeitigen Frequenzbelegung in Deutschland für die Region München konkretisiert Dr. Bornkessels Empfehlungen Der Experte empfiehlt, die Immissionen von Sendeanlagen und Endgeräten getrennt zu messen. Denn oftmals können neben zeitlichen Aspekten durch benachbarte Endgeräte vergleichsweise hohe Pegel erzeugt werden, die eine Anpassung des Messbereichs durch Vorschalten einer Dämpfung erfordern. Eine gleichzeitige Erfassung beider Quellen in einer gemeinsamen Servicetabelle hingegen würde zu einer unvorteilhaft hohen Herabsetzung der Gesamtempfindlichkeit führen. In der Folge könnten so unter Umständen alle Messwerte der Sendeanlage unter der Anzeigeschwelle des Messgerätes liegen. Zudem sollte unter dem Softkey Result Type die Möglichkeit Average Type: Average Time angewählt und dabei ein Wert von 6 Minuten eingestellt werden. Das bewirkt eine automatische Mittelwertbildung über 6 Minuten und dessen Anzeige am Gerät. Dieses 6-Minuten-Intervall entspricht exakt den Empfehlungen der Internationalen Kommission für den Schutz vor nichtionisierender Strahlung ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection). Die so gemessenen Immissionswerte werden dann mit den darin festgelegten Grenzwerten verglichen. AN_1102_SRM-3006-HF Immissionen 4 / 8 Änderungen vorbehalten

5 Die dreiachsige Narda Antenne Für diese Messung ist ausschließlich eine 3-Achsen-Antenne zu verwenden, da die korrekte Erfassung der mittleren Immission nur mit einer Antenne mit isotroper Richtcharakteristik möglich ist. Im Inneren befinden sich drei Sensoren, die das Gerät nacheinander anwählt daher quasi-isotrop. Dadurch kommt der SRM-3006 bei drei zu messenden Kanälen mit lediglich einem HF-Modul aus. Bild 4: Dreiachsige Antenne von Narda mit isotroper Richtcharakteristik für mobile Dienste LTE-Option spart Zeit Seit Mitte 2012 ist der SRM-3006 über seine UMTS-Option hinaus auch mit einer LTE-Option ausgestattet. Damit erfasst das Gerät EMF, die von LTE-Basisstationen ausgehen sowohl gesamt als auch automatisch aufgeschlüsselt nach Funkzellen und deren Antennen. Der Clou ist, dass das Feldmessgerät zu jeder Zeit auf diejenige Belastung hochrechnen kann, die theoretisch bei voller Auslastung der Sendekapazität bzw. maximaler Verkehrsauslastung vorliegen würde. So spart diese Option dem Benutzer viel Zeit und hilft, Fehlerquellen zu vermeiden, die sonst durch aufwendige händische Berechnungen anfallen würden. Auswertung der Messung Nach Abschluss einer solchen 6-Minuten-Messung werden die Ergebnisse im Gerät gespeichert. Nachdem diese ebenfalls über die PC-Software Narda SRM-3006 TS auf den Rechner übertragen worden sind, können sie im Büro ausgewertet werden. Über eine Dokumentation der Absolutwerte für die Feldstärke E und Leistungsflussdichte S hinaus sollten dabei auch die zugehörigen Ausschöpfungen der Grenzwerte % GW ausgewiesen werden. AN_1102_SRM-3006-HF Immissionen 5 / 8 Änderungen vorbehalten

6 Immission durch Sendeanlagen Immission durch Endgeräte Quelle E [V/m] E [% S [mw/m²] S [% GW] Quelle E [V/m] E [% S [mw/m²] S [% GW] GW] GW] Mobilfunk-BS 0,17 0,29 0,078 0,0009 Mobilfunk-EG 0,23 0,40 0,140 0,0016 Rundfunk 0,04 0,12 0,003 0,0002 DECT 0,02 0,03 0,001 0,0000 WLAN 0,07 0,11 0,013 0,0001 ISM 434/868 0,05 0,12 0,006 0,0001 Summe 0,18 0,32 0,081 0,0010 Summe 0,25 0,43 0,159 0,0019 Tabelle 1: Auswertungsbeispiel einer Messung mit dem SRM-3006 nach dem vorgestellten Verfahren getrennt nach Sendeanlagen und Endgeräten Anmerkung: In diesem konkreten Fall (Tab. 1) stammen die Werte aus der IZMF-Messreihe eines Messpunktes in Halle 8 auf der Hannovermesse Dabei wird deutlich, dass die durch Endgeräte verursachten Immissionen größer sind als diejenigen, die von Sendeanlagen ausgehen. Eine mögliche Erklärung hierfür sind die geringere Netzqualität in geschlossenen Räumen und die damit verbundene höhere erforderliche Strahlungsleistung der Endgeräte. Diese senden nämlich immer nur mit der Leistung, die notwendig ist, um eine korrekte Kommunikation zu ermöglichen. Zudem befinden sich in einer Messehalle viele Endgerätenutzer auf engstem Raum. Mobilfunk BS Rundfunk Mobilfunk EG DECT WLAN ISM 434/868 Bild 5: Grafische Darstellung eines Auswertungsbeispiels im Rahmen der IZMF-Studie (Gelbtöne Sendeanlagen und Grüntöne Endgeräte) AN_1102_SRM-3006-HF Immissionen 6 / 8 Änderungen vorbehalten

7 Langzeitmessungen Eine sinnvolle Ergänzung zu den über 6 Minuten gemittelten Immissionsmessungen können Langzeitmessungen sein, die mit dem SRM-3006 ebenfalls möglich sind. Grundsätzlich können die definierten Servicetabellen bzw. die daraus erstellten Setups auch hierfür verwendet werden. Jedoch sei darauf hingewiesen, dass die Messkonzeption und die Interpretation der Messergebnisse eine gewisse Erfahrung des Anwenders erfordern. Grund hierfür sind beispielsweise unter diesen Umständen auftretende physikalische Effekte und Phänomene: Aufgrund einer inhomogenen Feldverteilung etwa in Innenräumen mit örtlich auseinanderliegenden Feldstärkenmaxima für verschiedene Funkdienste können die Absolutwerte der Feldstärken je nach Messposition völlig unterschiedlich ausfallen. Bislang wenige Studien Untersuchungen, die jene HF-Feld-abhängigen Wechselwirkungen im Alltag berücksichtigen, gibt es aktuell nur recht wenige. In einigen wurden mit Personendosimetern kompakte Geräte eingesetzt, die direkt am Körper getragen werden. Im Grunde genau dort, wo es darauf ankommt. Als Nachteile sind jedoch ihre für diese Messaufgabe viel zu geringe Empfindlichkeit meist liegen die vorhandenen Felder dann unter der Nachweisgrenze sowie einsatzbedingt zum Teil erhebliche Messunsicherheiten zu nennen. Diese treten etwa durch Abschattungseffekte infolge des Tragens dicht am Körper auf. Zudem kann eine ungenügende Diskriminierung angrenzender Frequenzbereiche unterschiedlicher Funkdienste die Messwerte zusätzlich verfälschen. Fazit Der SRM-3006 ist ein frequenzselektives Feldmessgerät für professionelle Anwender. Neben der normgerechten Immissionsmessung von GSM-, UMTS- und LTE-Basisstationen bei maximaler Auslastung oder von Rundfunksendern eignet es sich hervorragend für Messungen der zeitlich gemittelten bzw. durchschnittlichen Immissionen unterschiedlicher Verursacher. Dabei spielt der Modus Safety Evaluation eine tragende Rolle. Er gestattet eine wesentlich effizientere Messung der Immissionsbeiträge frequenzmäßig unterschiedlicher Funkdienste als ein manuell betriebener klassischer, großer Laborspektrumanalysator. Zwar setzt auch der SRM-3006 in der Konzeption der Messung und der Definition der Geräteeinstellungen und Servicetabellen Detailkenntnisse des Anwenders in puncto Funktionsweise des Messgerätes und Signalstruktur der zu messenden Signale voraus. Sind die Messparameter jedoch einmal korrekt eingestellt, sorgen seine umfangreichen Software-Steuerungsmöglichkeiten für einen enorm hohen Automatisierungsgrad des Messablaufs. Mit der Konsequenz, dass der SRM-3006 (in Grenzen) auch für Nicht-HF-Spezialisten zuverlässig einsetzbar ist. AN_1102_SRM-3006-HF Immissionen 7 / 8 Änderungen vorbehalten

8 Narda Safety Test Solutions GmbH Sandwiesenstrasse Pfullingen, Germany Phone: +49 (0) Fax: +49 (0) info.narda-de@l3t.com Narda Safety Test Solutions 435 Moreland Road Hauppauge, NY 11788, USA Phone: Fax: NardaSTS@L3T.com Narda Safety Test Solutions Srl Via Leonardo da Vinci, 21/ Segrate (Milano) - Italy Phone: Fax: nardait.support@l3t.com Namen und Logo sind eingetragene Markenzeichen der Narda Safety Test Solutions GmbH und L3 Communications Holdings, Inc. Handelsnamen sind Markenzeichen der Eigentümer. AN_1102_SRM-3006-HF Immissionen 8 / 8 Änderungen vorbehalten